KR20120067900A - Real time monitoring system and method for monitoring behavior of frezon area - Google Patents

Real time monitoring system and method for monitoring behavior of frezon area Download PDF

Info

Publication number
KR20120067900A
KR20120067900A KR1020100134166A KR20100134166A KR20120067900A KR 20120067900 A KR20120067900 A KR 20120067900A KR 1020100134166 A KR1020100134166 A KR 1020100134166A KR 20100134166 A KR20100134166 A KR 20100134166A KR 20120067900 A KR20120067900 A KR 20120067900A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
frozen ground
data
real time
behavior
time monitoring
Prior art date
Application number
KR1020100134166A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101212191B1 (en
Inventor
홍승서
김영석
Original Assignee
한국건설기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국건설기술연구원 filed Critical 한국건설기술연구원
Publication of KR20120067900A publication Critical patent/KR20120067900A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101212191B1 publication Critical patent/KR101212191B1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C25/00—Arrangements for preventing or correcting errors; Monitoring arrangements
    • G08C25/04—Arrangements for preventing or correcting errors; Monitoring arrangements by recording transmitted signals
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/24—Earth materials
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

PURPOSE: A frozen ground behavior real time monitoring system and method are provided to evaluate reliability of a coldest place base structure by analyzing data by using an artificial satellite data transmitting system. CONSTITUTION: A detecting device(100) detects a factor for measuring and analyzing the behavior of a freeze ground. A data storage unit(200) receives and stores a detection signal from the detecting device in real time. A satellite communications transmission device(300) transmits data from data storage unit to an artificial satellite. A remote site satellite receiving and data analyzing device(400) analyzes the data from the artificial satellite which receives the data from the satellite communications transmission device. A housing protects the detecting device, the data storage unit, and the satellite communications transmission device.

Description

동결지반 거동 실시간 모니터링 시스템 및 방법{REAL TIME MONITORING SYSTEM AND METHOD FOR MONITORING BEHAVIOR OF FREZON AREA}REAL TIME MONITORING SYSTEM AND METHOD FOR MONITORING BEHAVIOR OF FREZON AREA}

본 발명은 극한지 얼어있는 지반 표층의 동결 거동을 실시간 계측할 수 있는 동결지반 모니터링 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 남극기지 지반의 동결 거동에 의한 구조물의 안정성을 유지관리하기 위하여 남극기지 내 얼어 있는 지반의 온도, 융기량, 침하량, 팽창압을 측정하여 인공위성을 통한 자료 전송시스템을 이용 실시간으로 자료를 국내에서 취득 분석할 수 있도록 한 동결지반 거동 실시간 모니터링 시스템 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a frozen ground monitoring system and method capable of real-time measurement of the freezing behavior of the extreme cold ground surface, more specifically, to maintain the stability of the structure by the freezing behavior of the Antarctic base ground The present invention relates to a real-time monitoring system and method for frozen ground behavior that measures the temperature, elevation, settlement, and expansion pressure of frozen ground and acquires and analyzes data in Korea in real time using a data transmission system via satellite.

통상적으로 극한지에서는 일반적인 지역과는 달리 지반이 동결 상태에 있기 때문에 그 동결 지반에 설비되는 구조물의 안정성 평가는 필수적으로 이루어져야만 하고, 이후 유지 보수를 위한 지속적인 관리가 반드시 행해져야 한다.In general, in the extreme regions, unlike the general area, the ground is in a frozen state, so the stability evaluation of the structure installed on the frozen ground must be essential, and then continuous management for maintenance must be performed.

종래에는 이러한 동결 지반에 대한 안정성 평가와 지속적인 관리가 제대로 이루어지지 않은 실정이며, 이에 따라 지반의 동결 거동에 의한 구조물의 안정성을 유지관리하기 위하여 극한지(예를 들면 남극기지) 내 얼어 있는 지반의 온도, 융기량, 침하량, 팽창압을 측정하여 자료를 취득 분석할 수 있도록 시스템에 대한 연구가 필요한 실정이다.
In the past, the stability evaluation and continuous management of such frozen ground have not been properly performed. Accordingly, in order to maintain the stability of the structure due to the freezing behavior of the ground, the frozen ground in the extreme land (for example, Antarctic base) It is necessary to study the system so that the data can be acquired and analyzed by measuring temperature, amount of elevation, settlement and expansion pressure.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 지반 표층의 동결 거동을 실시간 계측하여 극한지 지반의 동결 거동에 의한 구조물의 안정성을 유지관리하기 위하여 극한지 내 얼어 있는 지반의 온도, 융기량, 침하량, 팽창압을 측정하여 인공위성을 통한 자료 전송시스템을 이용 실시간으로 자료를 국내에서 취득 분석할 수 있도록 한 동결지반 거동 실시간 모니터링 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
Therefore, the present invention has been proposed to solve the above-described problems, and in order to maintain the stability of the structure by freezing behavior of the extreme ground by measuring the freezing behavior of the ground surface layer in real time, The purpose of this study is to provide a real-time monitoring system and method of frozen ground behavior that can acquire and analyze data in Korea in real time using a data transmission system through satellites by measuring temperature, elevation, settlement, and expansion pressure.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 관점에 따르면, 동결 지반의 거동을 측정 및 분석하기 위한 거동 인자를 검출하는 검출장치; 상기 검출 장치로부터의 검출 신호를 실시간으로 수신 저장하는 데이터 저장 장치; 상기 데이터 저장 장치로부터의 데이터를 인공 위성으로 송신하는 위성통신 송신 장치; 및 상기 위성통신 송신 장치로부터의 데이터를 수신한 인공 위성으로부터 데이터를 수신받고 분석하는 원격지 위성 수신/데이터 분석 장치를 포함하는 동결지반 거동 실시간 모니터링 시스템을 제공한다.According to a first aspect of the present invention for achieving the above object, a detection device for detecting a behavior factor for measuring and analyzing the behavior of the frozen ground; A data storage device for receiving and storing a detection signal from the detection device in real time; A satellite communication transmission device for transmitting data from the data storage device to a satellite; And it provides a frozen ground behavior real-time monitoring system comprising a remote satellite receiving / data analysis device for receiving and analyzing data from the satellite receiving the data from the satellite communication transmission device.

또한, 본 발명은 상기 검출장치, 데이터 저장 장치 및 위성통신 송신 장치를 보호하는 하우징을 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the present invention preferably further comprises a housing for protecting the detection device, the data storage device and the satellite communication transmission device.

상기 검출 장치는 동결 지반의 온도를 검출하기 위한 온도 검출 유닛; 동결 지반의 융기나 침하의 변위를 검출하기 위한 변위 검출 유닛; 동결 지반의 팽창압력을 측정하기 위한 팽창압력 검출유닛; 및 상기 각 유닛이 설치되는 지지유닛을 포함할 수 있다.The detection device includes a temperature detection unit for detecting the temperature of the frozen ground; A displacement detection unit for detecting displacement of the elevation or settlement of the frozen ground; An expansion pressure detecting unit for measuring an expansion pressure of the frozen ground; And it may include a support unit is installed each unit.

상기 온도 검출 유닛은 에폭시 수지 파이프와 상기 파이프 내에 설치되는 온도 센서로 이루어지고, 상기 변위 검출 유닛은 동결 지반의 융기 또는 침하를 검출하기 위한 변위계로 이루어지며, 상기 팽창압력 검출 유닛은 로드셀 프리스트레스 장치(load cell prestress device)로 이루어질 수 있다.The temperature detection unit is composed of an epoxy resin pipe and a temperature sensor installed in the pipe, the displacement detection unit is composed of a displacement meter for detecting the elevation or settlement of the frozen ground, the expansion pressure detection unit is a load cell prestress device ( load cell prestress device).

상기 지지 유닛은 동결 지반에 소정 깊이 설치되는 한 쌍의 심 부재; 및 양단이 상기 심 부재의 상단부에 각각 연결되는 검출유닛 취부용 프레임을 포함하고, 상기 변위 검출 유닛 및 팽창압력 검출유닛은 상기 검출유닛 취부용 프레임에 설치되며 하단부가 동결지반의 상면에 지지될 수 있다.The support unit includes a pair of shim members installed in the frozen ground a predetermined depth; And a detection unit mounting frame at both ends connected to an upper end of the shim member, wherein the displacement detection unit and the expansion pressure detection unit are installed at the detection unit mounting frame, and a lower end thereof may be supported on an upper surface of the freezing ground. have.

상기 데이터 저장 장치는 상기 검출 장치로부터의 검출 신호를 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환 처리하고 저장하는 데이터로거 장치로 이루어질 수 있다.The data storage device may be a data logger device that converts and processes a detection signal from the detection device into an analog signal to a digital signal.

상기 데이터 저장 장치를 방수 및 보온하는 방수/보온 커버 부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable to further include a waterproof / heat insulating cover member for waterproofing and insulating the data storage device.

상기 검출 장치는 동결지반의 동결 깊이를 측정할 수 있는 동결깊이 측정 유닛을 더 포함할 수 있다.The detection device may further include a freezing depth measuring unit capable of measuring the freezing depth of the frozen ground.

본 발명의 제2 관점에 따르면, 혹한지 동결지반의 거동을 실시간 모니터링하는 방법으로서, 동결 지반에 설치되어 그 동결 지반의 동결 거동을 측정 및 분석하기 위한 거동 인자를 실시간 검출하고; 상기 검출 신호를 실시간 수신 저장하고; 상기 저장된 데이터를 인공 위성으로 송신하고; 상기 데이터를 수신한 인공 위성으로부터 데이터를 원격지에서 수신받고 분석하는 동결지반 거동 실시간 모니터링 방법을 제공한다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for real-time monitoring of the behavior of frozen ground in cold weather, comprising: real-time detection of a behavior factor for measuring and analyzing the frozen behavior of the frozen ground; Receive and store the detection signal in real time; Transmit the stored data to a satellite; Provided is a freezing ground behavior real-time monitoring method for receiving and analyzing data from a satellite receiving the data at a remote location.

상기 동결 지반의 거동 인자의 검출은 동결지반의 온도 분포, 융기 및 침하, 팽창 압력을 검출할 수 있으며, 이에 부가하여 상기 동결 지반의 거동 인자의 검출은 동결 지반의 동결 깊이를 검출하는 것을 더 포함할 수 있다.
The detection of the behavioral factors of the frozen ground may detect the temperature distribution of the frozen ground, the elevation and settlement, and the expansion pressure. In addition, the detection of the behavioral factors of the frozen ground further includes detecting the freezing depth of the frozen ground. can do.

본 발명에 따른 동결지반 거동 실시간 모니터링 시스템 및 방법은 계측 시스템을 설치 지반의 온도분포, 변위(융기, 침하), 동상 팽창압을 측정하여 인공위성을 통한 자료 전송시스템을 이용 실시간으로 자료를 취득 분석하여 극한지 지반의 동결거동에 의한 기지 구조물의 안정성을 평가하고, 안정적인 기지건설 및 유지보수에 활용할 수 있는 효과가 있다.
The real-time monitoring system and method of the frozen ground behavior according to the present invention measure and measure the temperature distribution, displacement (lift, subsidence) and in-phase inflation pressure of the installed ground to acquire and analyze the data in real time using the data transmission system via satellite. It can be used to evaluate the stability of base structures by freezing behavior of extreme ground and to utilize them for stable base construction and maintenance.

도 1은 본 발명에 따른 동결지반 거동 실시간 모니터링 시스템의 전체 구성을 개략적으로 나타내는 모식도.
도 2는 본 발명에 따른 동결지반 거동 실시간 모니터링 시스템을 구성하는 지반 거동 검출 유닛의 구성을 개략적으로 나타내는 개념도.
도 3은 본 발명에 따른 동결지반 거동 실시간 모니터링 시스템의 위성송신장치 및 원격지 위성 수신/분석 장치의 구성에 대한 모식도.1 is a schematic diagram schematically showing the overall configuration of a frozen ground behavior real-time monitoring system according to the present invention.
Figure 2 is a conceptual diagram schematically showing the configuration of the ground behavior detection unit constituting the frozen ground behavior real-time monitoring system according to the present invention.
3 is a schematic diagram of the configuration of a satellite transmitter and a remote satellite receiver / analysis apparatus of a frozen ground behavior real-time monitoring system according to the present invention;

본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다. Further objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.

본 발명에 따른 동결지반 거동 실시간 모니터링 시스템은 개괄적으로 동결 지반에 설치되어 그 동결 지반의 동결 거동을 검출하는 검출 장치; 상기 검출 장치로부터의 검출 데이터를 실시간으로 수신 저장하는 데이터 저장 장치; 상기 데이터 저장 장치로부터의 데이터를 인공 위성으로 송신하는 위성 송신 장치; 상기 위성 송신 장치로부터의 데이터를 수신한 인공 위성으로부터 데이터를 수신받고 분석하는 원격지 위성 수신/분석 장치를 포함한다.The frozen ground behavior real-time monitoring system according to the present invention comprises a detection device which is installed on the frozen ground in general and detects the frozen behavior of the frozen ground; A data storage device for receiving and storing detection data from the detection device in real time; A satellite transmission device for transmitting data from the data storage device to a satellite; And a remote satellite reception / analysis apparatus for receiving and analyzing data from an artificial satellite having received data from the satellite transmission apparatus.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 동결지반 거동 실시간 모니터링 시스템을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 동결지반 거동 실시간 모니터링 시스템의 전체 모식도이고, 도 2는 본 발명에 따른 동결지반 거동 실시간 모니터링 시스템을 구성하는 지반 거동 검출 유닛의 구성을 개략적으로 나타내는 개념도이며, 도 3은 본 발명에 따른 동결지반 거동 실시간 모니터링 시스템의 위성송신장치 및 원격지 위성 수신/분석 장치의 구성에 대한 모식도이다, Hereinafter, a real-time monitoring system for frozen ground behavior according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is an overall schematic diagram of a frozen ground behavior real-time monitoring system according to the present invention, Figure 2 is a conceptual diagram schematically showing the configuration of the ground behavior detection unit constituting the frozen ground behavior real-time monitoring system according to the present invention, Figure 3 A schematic diagram of the configuration of a satellite transmitter and a remote satellite receiver / analysis apparatus of a frozen ground behavior real-time monitoring system according to the present invention,

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 동결지반 거동 실시간 모니터링 시스템은 도 1에 개괄적으로 나타낸 바와 같이, 동결 지반에 설치되어 그 동결 지반의 동결 거동 인자를 검출하는 검출장치(100); 상기 검출 장치(100)로부터의 검출 신호를 실시간으로 수신 저장하는 데이터 저장 장치(200); 상기 데이터 저장 장치(200)로부터의 데이터를 인공 위성으로 송신하는 위성통신 송신 장치(300); 상기 위성통신 송신 장치(300)로부터의 데이터를 수신한 인공 위성으로부터 데이터를 수신받고 분석하는 원격지 위성 수신/데이터 분석 장치(400); 상기 검출장치, 데이터 저장 장치 및 위성통신 송신 장치를 보호하는 하우징(미도시)을 포함한다.The frozen ground behavior real-time monitoring system according to a preferred embodiment of the present invention, as outlined in Figure 1, is installed on the frozen ground detection device for detecting the freezing behavior factor of the frozen ground; A data storage device 200 for receiving and storing a detection signal from the detection device 100 in real time; A satellite communication transmitting device (300) for transmitting data from the data storage device (200) to an artificial satellite; A remote satellite reception / data analysis device (400) for receiving and analyzing data from an artificial satellite having received data from the satellite communication transmission device (300); And a housing (not shown) for protecting the detection device, the data storage device and the satellite communication transmission device.

상기 동결 지반의 거동, 특히 극한지 동결 지반의 표층의 거동을 검출하는 검출 장치(100)는 기본적으로 동결 지반의 온도를 검출하기 위한 온도 검출 유닛(110); 동결 지반의 융기나 침하 등의 변위를 검출하기 위한 변위 검출 유닛(120); 동결 지반의 팽창압력을 측정하기 위한 팽창압력 검출유닛(130); 및 상기 각 유닛이 설치되는 지지유닛(140)을 포함한다.The detection device 100 for detecting the behavior of the frozen ground, in particular the behavior of the surface layer of the frozen ground is basically a temperature detection unit 110 for detecting the temperature of the frozen ground; A displacement detection unit 120 for detecting displacement such as elevation or settlement of the frozen ground; An expansion pressure detecting unit 130 for measuring an expansion pressure of the frozen ground; And a support unit 140 on which each unit is installed.

상기 온도센서 검출유닛(110)은 단열 파이프 내에 온도 센서가 설치되어 동결 지반의 온도 분포를 검출하기 위한 구성으로 이루어지는 것으로, 접착성, 치수 안정성, 내습, 내수, 내약품성이 강하며, 현장 설치 조건에 따라 연장 또는 단축할 수 있도록 길이조정이 가능한 조립식으로 형성되는 열경화성 수지인 에폭시 파이프를 사용하여 설치된다.The temperature sensor detection unit 110 is configured to detect the temperature distribution of the frozen ground by installing a temperature sensor in the heat insulation pipe, adhesiveness, dimensional stability, moisture resistance, water resistance, chemical resistance is strong, field installation conditions It is installed using an epoxy pipe, which is a thermosetting resin that is formed in a prefabricated length that can be extended or shortened according to the present invention.

상기 변위 검출 유닛(120)은 동결 지반의 융기 또는 침하를 검출하기 위한 변위계로 구성된다.The displacement detection unit 120 is composed of a displacement meter for detecting the elevation or settlement of the frozen ground.

상기 팽창압력 검출 유닛(130)은 동결 지반의 팽창압력을 검출하기 위하여 후술할 지지유닛(140)의 검출유닛 취부용 프레임(142)에 설치하여 프레임 볼팅장치를 사용하여 미리 압력을 가하여 불규칙한 동결 지반의 팽창력을 정확히 측정할 수 있는 로드셀 프리스트레스 장치(load cell prestress device)로 구성된다. 상기 로드셀 프리스트레스 유닛의 사용 재질은 변형 발생이 없는 스테인레스 재질을 사용하여 제작 설치된다.The inflation pressure detecting unit 130 is installed on the detection unit mounting frame 142 of the support unit 140 to be described later to detect the inflation pressure of the freezing ground. Composed of a load cell prestress device that can accurately measure the expansion force of the (load cell prestress device). The material used for the load cell prestress unit is manufactured and installed using a stainless material without deformation.

상기 검출 장치(100)가 설치되는 지지유닛(140)의 일 예를 도 2를 참조하여 설명한다. An example of the support unit 140 on which the detection device 100 is installed will be described with reference to FIG. 2.

도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 검출 장치(100)를 구성하는 지지 유닛(140)은 동결 지반에 소정 간격을 갖고 소정 깊이 설치되는 한 쌍의 심 부재(141); 및 양단이 상기 심 부재(141)의 상단에 각각 연결되어 설치되는 검출유닛 취부용 프레임(142)을 포함한다.As shown in FIG. 2, the support unit 140 constituting the detection device 100 includes a pair of shim members 141 which are installed at a predetermined depth on a frozen ground; And a detection unit mounting frame 142 having both ends connected to upper ends of the shim member 141, respectively.

상기 심 부재(141)는 현장 여건에 따라 길이를 조정할 수 있도록 대략 1m 간격으로 분리, 조립 가능하도록 구성되며, 그라우팅을 통해 설치된다. 상기 검출유닛 취부용 프레임(142)은 예를 들면 단면 "ㄷ"자 형태의 프레임으로 형성될 수 있다. 상기 지지 유닛(140)은 부식 방지를 위하여 용융 도금되는 것이 바람직하다.The shim member 141 is configured to be separated and assembled at intervals of approximately 1 m so that the length can be adjusted according to site conditions, and is installed through grouting. The detection unit mounting frame 142 may be formed of, for example, a frame having a cross-sectional shape of the letter “C”. The support unit 140 is preferably hot-dipped to prevent corrosion.

상기 변위 검출 유닛(120) 및 팽창압력 검출유닛(130)은 상기 검출유닛 취부용 프레임(142)에 설치되며 하단부는 동결지반의 상면에 지지된다.The displacement detection unit 120 and the expansion pressure detection unit 130 are installed in the detection unit mounting frame 142 and the lower end is supported on the upper surface of the freezing ground.

상기 팽창압력 검출유닛(130)은 검출유닛 취부용 프레임(142)의 대략 중앙부에 위치되며, 상기 변위 검출 유닛(120)은 도 2에 나타낸 바와 같이 팽창압력 검출유닛(130)을 중심으로 양측에 각각 한 쌍이 설치되는 것이 바람직하다.The inflation pressure detecting unit 130 is located at an approximately central portion of the detecting unit mounting frame 142, and the displacement detecting unit 120 is located at both sides of the inflation pressure detecting unit 130 as shown in FIG. 2. It is preferable that a pair is provided each.

상기 검출 장치(100)로부터의 검출 신호를 실시간으로 수신 저장하는 데이터 저장 장치(200)는 검출 장치(100)로부터의 검출 신호를 변환(아날로그에서 디지털로) 처리하고 저장하는 데이터로거(data logger) 장치로서, 검출 장치로부터의 검출 신호에 따른 측정된 값을 물리량으로 변환하여 수치화하며 측정 자료는 시리얼(serial) 방식에 의해 자료관리 퍼스널 컴퓨터(PC)로 전송, 저장, 표출 가능하도록 구성된다.The data storage device 200 which receives and stores a detection signal from the detection device 100 in real time is a data logger that processes and stores the detection signal from the detection device 100 (analog to digital). The device is configured to convert and quantify a measured value according to a detection signal from a detection device into a physical quantity, and the measurement data is configured to be transmitted, stored, and displayed to a data management personal computer (PC) by a serial method.

또한, 상기 검출 장치(100)를 구성하는 검출 유닛의 추가 또는 변경 시에는 하드웨어가 아닌 소프트웨어에 의한 제어가 가능하도록 설계하며 데이터로거 자료를 저장하고 위성통신 전송기능을 갖도록 구성(즉, 위성통신 송신장치 일체형 구성)할 수 있다.In addition, when adding or changing the detection unit constituting the detection device 100, it is designed to be controlled by software, not hardware, and is configured to store data logger data and have a satellite communication transmission function (ie, satellite communication transmission). Device integrated configuration).

상기 데이터를 인공 위성(위성 통신)을 이용하여 송수신하는 기술에 대해서는 공지된 내용이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. Since the technology for transmitting and receiving the data using satellite (satellite communication) is well known, a detailed description thereof will be omitted.

상기 검출장치, 데이터 저장 장치 및 위성통신 송신 장치를 보호하는 하우징(미도시)은 혹한지(예를 들면, 남극)의 특수 환경에 설치되기 때문에 바람과 적설로 인한 측정 오류를 최소화하기 위하여 방풍, 방설을 위한 구조체로 제작 설치된다.The housing (not shown) that protects the detection device, the data storage device and the satellite communication transmission device is installed in a special environment of a severe cold weather (for example, Antarctica), so as to minimize measurement errors due to wind and snow. It is manufactured and installed as a structure for deflation.

상기 하우징은 장기간 옥외에 노출되기 때문에 내부식성 재질인 스테인레스 재료를 사용하여 제작되며, 현장 설치 시 바람에 훼손되지 않도록 고정된다.Since the housing is exposed to the outdoors for a long time, it is manufactured using a corrosion-resistant stainless material, and is fixed so as not to be damaged by the wind when it is installed on site.

한편, 상기 하우징에 더하여 상기 데이터 저장 장치는 그 데이터 저장 장치를 방수 및 보온하는 방수/보온 커버 부재(미도시)에 의해 보호된다.On the other hand, in addition to the housing, the data storage device is protected by a waterproof / heat insulating cover member (not shown) that waterproofs and warms the data storage device.

상기 방수/보온 커버 부재는 외부 패널과 내부 패널을 갖는 이중 구조로 형성하고, 내외부 패널은 절연체를 사용하여 절연을 확보하고 절연 볼트로 고정한다.The waterproof / heat insulating cover member is formed in a double structure having an outer panel and an inner panel, and the inner and outer panels use an insulator to secure insulation and fix with an insulating bolt.

상기 방수/보온 커버 부재는 가볍고 내부에 습기가 유입되지 않으며 염분에 의한 부식 방지를 위하여 표면보호처리가 되도록 설계되고 단열 처리하여 보온성이 있게 구성된다.The waterproof / heat insulating cover member is light and does not introduce moisture into the inside, and is designed to be surface-protected to prevent corrosion by salt and is thermally insulated to be configured.

예를 들면, 상기 방수/보온 커버 부재는 재질을 파이버(fiber) 플라스틱 재질로 하며 극도의 충격에 견딜 수 있고 극저온(예를 들면, -40℃)에서 변형이 없고 습기, 유해 가스 차단이 가능한 완전 밀폐된다. 상기 방수/보온 커버 부재는 공기압력 조절밸브를 부착하여 내부의 공기 압력을 조절할 수 있도록 구성할 수 있다.For example, the waterproof / heat insulating cover member is made of fiber plastic material, which is able to withstand extreme shocks and is free from deformation at cryogenic temperatures (for example, -40 ° C.), and is capable of blocking moisture and harmful gases. It is sealed. The waterproof / heat insulation cover member may be configured to attach an air pressure control valve to adjust the air pressure therein.

또한, 상기 검출 장치(100)는 동결지반의 동결 깊이를 측정할 수 있는 동결깊이 측정 유닛(150)을 더 포함할 수 있다.In addition, the detection apparatus 100 may further include a freezing depth measuring unit 150 capable of measuring the freezing depth of the frozen ground.

상기 동결깊이 측정 유닛(150)은 메틸렌블루 동결깊이 측정 유닛으로 구성될 수 있다. 도 2에서 미설명부호 151은 동결깊이 측정 유닛(150)의 상부를 보호하는 보호 덮개이다.The freezing depth measuring unit 150 may be configured as a methylene blue freezing depth measuring unit. In FIG. 2, reference numeral 151 denotes a protective cover that protects the upper portion of the freezing depth measuring unit 150.

이와 같은 본 발명에 따른 동결지반 거동 실시간 모니터링 방법을 설명하면, 동결 지반에 설치되어 그 동결 지반의 동결 거동을 측정 및 분석하기 위한 거동 인자(factor)를 실시간 검출하고; 상기 검출 신호를 실시간 수신 저장하고; 상기 저장된 데이터를 인공 위성으로 송신하고; 상기 데이터를 수신한 인공 위성으로부터 데이터를 원격지에서 수신받고 분석하는 것을 포함한다.When describing the frozen ground behavior real-time monitoring method according to the present invention, it is installed in the frozen ground to detect the real-time behavior factors (factor) for measuring and analyzing the frozen behavior of the frozen ground; Receive and store the detection signal in real time; Transmit the stored data to a satellite; And remotely receiving and analyzing data from the satellite receiving the data.

상기 동결 지반의 거동 인자를 검출하는 단계에서, 동결지반의 온도 분포, 융기 및 침하, 팽창 압력을 검출하는 것을 포함한다. 또한, 동결 지반의 거동 인자를 검출하는 단계는 동결 지반의 동결 깊이를 검출하는 것을 더 포함하는 것이 바람직하다.In the step of detecting the behavior factor of the frozen ground, it comprises detecting the temperature distribution, elevation and settlement, expansion pressure of the frozen ground. In addition, the step of detecting the behavior factor of the frozen ground preferably further comprises detecting the freezing depth of the frozen ground.

이와 같이 본 발명에 따른 동결지반 거동 실시간 모니터링 시스템 및 방법은 극한지 얼어있는 지반 표층의 동결 거동을 실시간 계측할 수 있고, 특히 남극기지의 동결 지반의 동결 거동에 의한 구조물의 안정성을 유지관리할 수 있어 남극기지 내 얼어 있는 지반의 온도, 융기량, 침하량, 팽창압에 대한 데이터를 인공위성을 통한 전송시스템을 이용 실시간으로 자료를 국내에서 취득 분석할 수 있다.As described above, the real-time monitoring system and method for freezing ground behavior according to the present invention can measure the freezing behavior of the frozen ground surface in extreme regions, and in particular, can maintain the stability of the structure due to the freezing behavior of the frozen ground in Antarctic Base. It is possible to acquire and analyze data in Korea in real time using a transmission system via satellite for data on frozen ground temperature, elevation, settlement and expansion pressure in Antarctic base.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경의 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes within the scope not departing from the technical spirit of the present invention are possible in the art. It will be evident to those who have knowledge of.

100: 동결지반 거동 검출장치
110: 온도검출 유닛
120: 변위검출 유닛
130: 팽창압력 검출 유닛
140: 지지 유닛
141: 심 부재
150: 동결깊이 검출유닛
200: 데이터 저장 장치
300: 위성통신 송신장치
400: 원격지 위성통신 수신/데이터 분석장치100: frozen ground behavior detection device
110: temperature detection unit
120: displacement detection unit
130: expansion pressure detection unit
140: support unit
141: no core
150: freeze depth detection unit
200: data storage device
300: satellite communication transmitter
400: remote satellite communication reception / data analysis device

Claims (11)

동결 지반의 거동을 측정 및 분석하기 위한 인자를 검출하는 검출장치;
상기 검출 장치로부터의 검출 신호를 실시간으로 수신 저장하는 데이터 저장 장치;
상기 데이터 저장 장치로부터의 데이터를 인공 위성으로 송신하는 위성통신 송신 장치; 및
상기 위성통신 송신 장치로부터의 데이터를 수신한 인공 위성으로부터 데이터를 수신받고 분석하는 원격지 위성 수신/데이터 분석 장치
를 포함하는 동결지반 거동 실시간 모니터링 시스템.
A detection device for detecting a factor for measuring and analyzing the behavior of the frozen ground;
A data storage device for receiving and storing a detection signal from the detection device in real time;
A satellite communication transmission device for transmitting data from the data storage device to a satellite; And
Remote satellite receiver / data analysis device for receiving and analyzing data from satellites receiving data from the satellite communication transmitter
Frozen ground behavior real-time monitoring system comprising a.
제1항에 있어서,
상기 검출장치, 데이터 저장 장치 및 위성통신 송신 장치를 보호하는 하우징을 더 포함하는
동결지반 거동 실시간 모니터링 시스템.
The method of claim 1,
Further comprising a housing for protecting the detection device, the data storage device and the satellite communication transmission device
Frozen ground behavior real time monitoring system.
제1항에 있어서,
상기 검출 장치는
동결 지반의 온도를 검출하기 위한 온도 검출 유닛;
동결 지반의 융기나 침하의 변위를 검출하기 위한 변위 검출 유닛;
동결 지반의 팽창압력을 측정하기 위한 팽창압력 검출유닛; 및
상기 각 유닛이 설치되는 지지유닛을 포함하는
동결지반 거동 실시간 모니터링 시스템.
The method of claim 1,
The detection device
A temperature detecting unit for detecting a temperature of the frozen ground;
A displacement detection unit for detecting displacement of the elevation or settlement of the frozen ground;
An expansion pressure detecting unit for measuring an expansion pressure of the frozen ground; And
Each support unit includes a support unit is installed
Frozen ground behavior real time monitoring system.
제3항에 있어서,
상기 온도 검출 유닛은 에폭시 수지 파이프와 상기 파이프 내에 설치되는 온도 센서로 이루어지고,
상기 변위 검출 유닛은 동결 지반의 융기 또는 침하를 검출하기 위한 변위계로 이루어지며,
상기 팽창압력 검출 유닛은 로드셀 프리스트레스 장치(load cell prestress device)로 이루어지는
동결지반 거동 실시간 모니터링 시스템.
The method of claim 3,
The temperature detection unit consists of an epoxy resin pipe and a temperature sensor installed in the pipe,
The displacement detection unit is composed of a displacement meter for detecting the elevation or settlement of the frozen ground,
The inflation pressure detecting unit includes a load cell prestress device.
Frozen ground behavior real time monitoring system.
제4항에 있어서,
상기 지지 유닛은 동결 지반에 소정 깊이 설치되는 한 쌍의 심 부재; 및
양단이 상기 심 부재의 상단부에 각각 연결되는 검출유닛 취부용 프레임을 포함하고,
상기 변위 검출 유닛 및 팽창압력 검출유닛은 상기 검출유닛 취부용 프레임에 설치되며 하단부가 동결지반의 상면에 지지되는
동결지반 거동 실시간 모니터링 시스템.
The method of claim 4, wherein
The support unit includes a pair of shim members installed in the frozen ground a predetermined depth; And
A detection unit mounting frame connected at both ends to an upper end of the shim member,
The displacement detection unit and the expansion pressure detection unit are installed in the detection unit mounting frame and the lower end is supported on the upper surface of the freezing ground
Frozen ground behavior real time monitoring system.
제1항에 있어서,
상기 데이터 저장 장치는 상기 검출 장치로부터의 검출 신호를 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환 처리하고 저장하는 데이터로거 장치로 이루어지는
동결지반 거동 실시간 모니터링 시스템.
The method of claim 1,
The data storage device comprises a data logger device for converting and storing a detection signal from the detection device into an analog signal to a digital signal.
Frozen ground behavior real time monitoring system.
제6항에 있어서,
상기 데이터 저장 장치를 방수 및 보온하는 방수/보온 커버 부재를 더 포함하는
동결지반 거동 실시간 모니터링 시스템.
The method of claim 6,
Further comprising a waterproof / thermal cover member for waterproofing and insulating the data storage device
Frozen ground behavior real time monitoring system.
제1항에 있어서,
상기 검출 장치는 동결지반의 동결 깊이를 측정할 수 있는 동결깊이 측정 유닛을 더 포함하는
동결지반 거동 실시간 모니터링 시스템.
The method of claim 1,
The detection device further includes a freezing depth measuring unit capable of measuring the freezing depth of the frozen ground
Frozen ground behavior real time monitoring system.
혹한지 동결지반의 거동을 실시간 모니터링하는 방법으로서,
동결 지반에 설치되어 그 동결 지반의 동결 거동을 측정 및 분석하기 위한 거동 인자를 실시간 검출하고;
상기 검출 신호를 실시간 수신 저장하고;
상기 저장된 데이터를 인공 위성으로 송신하고;
상기 데이터를 수신한 인공 위성으로부터 데이터를 원격지에서 수신받고 분석하는
동결지반 거동 실시간 모니터링 방법.
As a method of real-time monitoring of cold or frozen ground behavior,
Installed in the frozen ground to detect in real time a behavior factor for measuring and analyzing the frozen behavior of the frozen ground;
Receive and store the detection signal in real time;
Transmit the stored data to a satellite;
Receiving and analyzing data remotely from the satellite receiving the data
Freezing ground behavior real time monitoring method.
제9항에 있어서,
상기 동결 지반의 거동 인자의 검출은 동결지반의 온도 분포, 융기 및 침하, 팽창 압력을 검출하는
동결지반 거동 실시간 모니터링 방법.
10. The method of claim 9,
The detection of the behavioral factors of the frozen ground detects the temperature distribution of the frozen ground, the elevation and settlement, and the expansion pressure.
Freezing ground behavior real time monitoring method.
제10항에 있어서,
상기 동결 지반의 거동 인자의 검출은 동결 지반의 동결 깊이를 검출하는 것을 더 포함하는
동결지반 거동 실시간 모니터링 방법.The method of claim 10,
Detecting the behavioral factor of the frozen ground further comprises detecting a freezing depth of the frozen ground
Freezing ground behavior real time monitoring method.
KR1020100134166A 2010-12-16 2010-12-24 Real time monitoring system and method for monitoring behavior of frezon area KR101212191B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20100128937 2010-12-16
KR1020100128937 2010-12-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120067900A true KR20120067900A (en) 2012-06-26
KR101212191B1 KR101212191B1 (en) 2012-12-13

Family

ID=46686795

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100134166A KR101212191B1 (en) 2010-12-16 2010-12-24 Real time monitoring system and method for monitoring behavior of frezon area

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101212191B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103366538A (en) * 2013-07-09 2013-10-23 国家电网公司 Satellite transmission system for real-time wind measuring tower signals
CN104267417A (en) * 2014-07-29 2015-01-07 西安科远测控技术有限公司 Beidou-based flight safety real-time monitoring system and method
CN105181178A (en) * 2015-10-28 2015-12-23 苏交科集团股份有限公司 System and method for detecting paving temperature segregation of asphalt pavement

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001041782A (en) * 1999-07-29 2001-02-16 Mitsui Bussan Plant Kk Ground monitoring system and detector therefor
JP2005181176A (en) 2003-12-22 2005-07-07 Chishitsu Gijutsu Jimusho:Kk Inclination measuring device and ground displacement monitoring apparatus
JP5198825B2 (en) 2007-10-12 2013-05-15 株式会社間組 Disaster prevention monitoring system and disaster prevention monitoring method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103366538A (en) * 2013-07-09 2013-10-23 国家电网公司 Satellite transmission system for real-time wind measuring tower signals
CN104267417A (en) * 2014-07-29 2015-01-07 西安科远测控技术有限公司 Beidou-based flight safety real-time monitoring system and method
CN105181178A (en) * 2015-10-28 2015-12-23 苏交科集团股份有限公司 System and method for detecting paving temperature segregation of asphalt pavement

Also Published As

Publication number Publication date
KR101212191B1 (en) 2012-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102042885B (en) Device for monitoring state of power transmission line tower-line system
CN206618872U (en) A kind of typhoon real-time monitoring system and real-time system for monitoring and pre-warning
Tyler et al. Using distributed temperature sensors to monitor an Antarctic ice shelf and sub-ice-shelf cavity
KR101212191B1 (en) Real time monitoring system and method for monitoring behavior of frezon area
CN104075756A (en) Multiple unit compound wireless monitoring system for service durability of concrete structure
US20240045063A1 (en) Iot-based groundwater monitoring system using lidar sensor technology
Fausto et al. Assessing the accuracy of Greenland ice sheet ice ablation measurements by pressure transducer
CN104613318A (en) Online monitoring method for tunnel internal pipeline
CN103616078A (en) Portable thermal infrared load field calibration and water surface temperature verification system device
US20110073771A1 (en) Distributive, non-destructive real-time system and method for snowpack monitoring
JP2006242648A (en) Device for monitoring environment in subsurface layer and system for monitoring environment in subsurface layer using it
Harris et al. Field instrumentation for real‐time monitoring of periglacial solifluction
EP2834684A2 (en) Automated electronic method for periodical control of snowpack conditions
Stranden et al. Recommendations for automatic measurements of snow water equivalent in NVE
CN205001869U (en) Underground heat supply pipeline expansion joint equipment
Bagiorgas et al. The design, installation and operation of a fully computerized, automatic weather station for high quality meteorological measurements
CN206930606U (en) A kind of Frozen Ground Area heat pipe floor data detection means based on temperature differential method
CN112102587A (en) Landslide debris flow monitoring and early warning system based on wireless sensor network
Wang et al. In situ structural health monitoring of structurally renewed water transmission pipes
Spuler et al. Testing and validation of a micro-pulse, differential absorption lidar (DIAL) for measuring the spatial and temporal distribution of water vapor in the lower atmosphere
KR101368217B1 (en) An apparatus on the ground for measuring water presure of water pipe
CN219590546U (en) GNSS-based water vapor ionosphere fusion detection receiver
Petrich et al. A low-cost coastal buoy for ice and metocean measurements
CN219016595U (en) Magnetic field-ionosphere combined observation system facing direction sensing of ground stress locking area
Chae et al. Measurement of environmental parameters in polar regions based on a ubiquitous sensor network

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160829

Year of fee payment: 4

R401 Registration of restoration
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161206

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180201

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181203

Year of fee payment: 7